基于ZigBee技术的嵌入式无线网络平台

本文主要针对ZigBee技术的主要特征及其协议栈，最后给出一种基于ZigBee技术的无线网络平台的实现.研究内容包括：可应用于嵌入式信息系统平台的无线网络的拓扑结构、网络层协议、路由算法、应用层接口及协议、低功耗系统设计方法、无线网络与标准平台的互连方式；安全机制；嵌入式软件设计与优化等.基于ZigBee的嵌入式无线网络平台的研究要考虑以下因素：

1)网络拓扑结构：ZigBee标准实际上支持多种网络拓扑，包括星型、簇树型(cluster tree)或星／网络混合型网络.因此，网络的选型需从数据的可靠性、网络的扩展工作范围等多方面考虑.

2)互操作性：ZigBee设备采用应用对象进行建模，这些应用对象通过交换类对象和它们的属性实现与其它设备的通信，因此要考虑利用ZigBee应用编程接口(API)来设计专有的应用类.此外，ZigBee没有定义传输层，所以是自己创建传输机制，还是使用一个带有内置传输层的ZigBee芯片来创建实际的应用也成为了关键问题.

3)安全性；ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了802.15.4的安全元素.ZigBee协议栈类为MAC、网络和应用层定义了安全性.它的安全服务包括针对关键进程建立和传输、设备管理和框架保护的方法.必须决定在哪个层上施加安全机制，应用层的安全机制需要更多的存储器来实现.在MAC层和网络层的安全性实质上服务于相同的目的：确保单跳传输的安全.

4)平台因素：ZigBee提供了一个标准化的网络和应用框架，可以在此基础上建立应用而无须担忧联网和RF问题的烦扰.然而，单靠其自身，ZigBee标准化框架不能保证产品的顺利开发.必须选择一个集成硬 软件平台来建立自己的应用.必须仔细考虑所选平台的集成深度、网络协议栈的深度和合适的开发工具.

5)基于ZigBee技术的嵌入式无线网络平台评测的主要技术指标有：①无线传感网络节点功耗小于75mw(激活工作状态).②无线传感网络动态路由，有效数据载荷大于20kbps.③无线(GPRS)嵌入式广域网协议栈小于64KB RAM、128KB Flash.